PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2006

(1)

www.emestrada.net PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA

2006

QUÍMICA

TEMA 5: EQUILIBRIO QUÍMICO

(2)

www.emestrada.net R E S O L U C I Ó N

a)

 

2 2

c

2 2

0 '024

HI ₁

K 64

0 '003 0 '003

I H

1 1

 

 

 

  

   

    

Como  n 0 K_c K_p64

b)

T T

P 1 0'03 0'082 670    P 1'65 atm

2 2

H I

0 '003

P P 1'65 0 '165 atm 0 '03

   

HI

0 '024

P 1'65 1'32 atm 0 '03

  

A 670º K, un recipiente de un litro contiene una mezcla gaseosa en equilibrio de 0’003 moles de hidrógeno, 0’003 moles de yodo y 0’024 moles de yoduro de hidrógeno, según:

2 2

H (g)I (g) 2 HI(g)

En estas condiciones, calcule: a) El valor de K y K_c _p.

b) La presión total en el recipiente y las presiones parciales de los gases de la mezcla. Dato: R0'082 atm L K  1mol1

(3)

a) Falso. La constante no varía porque se aumente la concentración de oxígeno, pero precisamente porque no puede variar es por lo que el equilibrio debe desplazarse hacia el sentido en se consuma parte del oxígeno añadido y eso se consigue desplazando el equilibrio hacia la izquierda, hacia la formación deSO₃.

b) Verdadero. Cuando se aumenta la presión en el equilibrio, éste se desplaza hacia el lado en que se consiga disminuirla, o sea, hacia el lado donde menos moles de sustancias gaseosas existan, esto es, hacia la izquierda, hacia la formación de SO₃.

c) Falso. Al aumentar la temperatura, aumenta también el valor de la constante de equilibrio porque la reacción es endotérmica, y se desplazará en el sentido en que se consuma parte de la energía calorífica comunicada, o sea, hacia la derecha, hacia la aparición de SO2 y O2.

Considere el siguiente sistema en equilibrio: SO (g)₃ SO (g)₂ 1O (g)₂ H 0 2

  

Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) Al aumentar la concentración de oxígeno el equilibrio no se desplaza, porque no puede variar la constante de equilibrio.

b) Un aumento de la presión total provoca el desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda. c) Al aumentar la temperatura el equilibrio no se modifica.

(4)

a)

2 4

c 2 2

2

5'382

N O ₉₂

K 79 '09

1' 251 NO

46

 

 

  

   

  _ _

 

n 1

p c

K K (RT) 79'09 (0'082 308)   3'13

b) moles totales en el equilibrio: 0'0271 0'0585 0'0856 

T

0 '0856 0 '082 308

P 2 '16 at

1

 

 

2 NO

0 '0271

P 2 '16 0 '683 at 0 '0856

  

2 4 N O

0 '0585

P 2 '16 1' 476 at 0 '0856

  

Un recipiente de un litro de capacidad, a 35 ºC, contiene una mezcla gaseosa en equilibrio de 1’251 g de NO₂ y 5’382 g de N O₂ ₄ , según: 2 NO₂ N O₂ ₄

Calcule:

a) Los valores de las constantes K y _c K_p a esa temperatura.

b) Las presiones parciales de cada gas y la presión total en el equilibrio.

Datos: R = 0’082 1 1

atm L K   mol . Masas atómicas: N = 14; O = 16.

(5)

a)

3 2

c

5

MX X _{0 ' 40 0 ' 20}

K 2 0 '022

0 '04 MX

    _

   

    

 

 

No está en equilibrio.

El sistema se desplazara hacia la izquierda para que aumente la concentración de MX5 y

disminuya la de MX₃ y X₂.

b) Si aumenta la presión el volumen debe disminuir, luego el equilibrio se desplaza hacia la izquierda.

Considérese el siguiente sistema en equilibrio: MX (g)₅ MX (g)₃  X (g)₂

A 200 ºC la constante de equilibrio K vale 0’022. En un momento dado las concentraciones de _c

las sustancias presentes son: _MX₅ _ 0'04 M, _MX₃ _ 0'40 M y _X₂ _ 0'20 M.

a) Razone si, en esas condiciones, el sistema está en equilibrio. En el caso en que no estuviera en equilibrio ¿cómo evolucionaría para alcanzarlo?

(6)

a)

5 3 2

PCl PCl Cl

inicial n 0 0

equilibrio n (1 ) n n



   

El número total de moles es: n_T n (1      ) n n n (1 ).

Aplicando la fórmula: P V   n R T, tenemos:

P V        n R T 1 1 n (1 0 '8) 0 '082 523   n 0 '013

b)

2

T T ₂

T

p 2 2

T

n n

P P

P

n(1 ) n(1 ) 0 '8 1

K 1'77 at

1 1 0 '8 n(1 )

P n(1 )

     



 _{ }   _{ } _{  } _

   

   

  

     _{ } 

 

Al calentar pentacloruro de fósforo a 250 ºC, en un reactor de 1 litro de capacidad, se descompone según:

5 3 2

PCl (g) PCl (g)  Cl (g)

Si una vez alcanzado el equilibrio, el grado de disociación es 0’8 y la presión total de una atmósfera, calcule:

a) El número de moles de PCl₅ iniciales. b) La constante K_p a esa temperatura.

Dato: R = 0’082 1 1

atm L K   mol .

(7)

a) Si aumentamos la temperatura, vemos que la constante de equilibrio aumenta, luego el equilibrio se desplaza hacia la derecha y aumenta la producción de estaño.

b) Si aumentamos la presión, el equilibrio no se modifica ya que el número de moles de gases en los dos términos es el mismo.

c) El catalizador no modifica el equilibrio.

Para el sistema: SnO (s)₂  2 H (g)₂ 2 H O(g)₂  Sn(s) , el valor de la constante K_p es 1’5 a 900º K y 10 a 1100º K. Razone si para conseguir una mayor producción de estaño deberá: a) Aumentar la temperatura.

b) Aumentar la presión. c) Añadir un catalizador.

(8)

a) X_CO 100 0 '952 105

 

2 CO

5

X 0 '048

105

 

CO

P 0'952 2 1'904 at 

2 CO

P 0 '048 2 0 '096 at

b)





2

2 2

CO p

CO

P 1'904

K 37 '76 at

P 0 '096

  

n 1

c p

K K (RT) 37 '76 (0'082 873)   0'527

Se establece el siguiente equilibrio: C(s)  CO (g)₂ 2CO(g)

A 600 ºC y 2 atmósferas, la fase gaseosa contiene 5 moles de dióxido de carbono por cada 100 moles de monóxido de carbono, calcule:

a) Las fracciones molares y las presiones parciales de los gases en el equilibrio. b) Los valores de K_c y K_p a esa temperatura.

Dato: R = 0’082 1 1

atm L K   mol .

(9)

a) v k A

   

 B

b) El orden total de la reacción es 2.

c)

   

1 1

v mol L s

k mol L s

A B (mol L ) (mol L )

 

 

    

   

La reacción: A2 B  2 CDes de primer orden con respecto a cada uno de los reactivos. a) Escriba la ecuación de velocidad.

b) Indique el orden total de la reacción.

c) Indique las unidades de la constante de velocidad.

(10)

a)

A 3 B 2 C

inicial 2 1 0

equilibrio 2 x 1 3x 2x

 

 

Como, en el equilibrio, el número de moles de B es igual al número de moles de C, tenemos:

1 1 3x 2x 1 5x x 0 ' 2

5

      

Por lo tanto, el número de moles de cada componente en el equilibrio será:

moles de A =2 x  2 0'2 1'8

moles de B = 1 3x  1 0'60'4

moles de C =2x0'4

b)

2

c 3

0 ' 4 10

K 138'88

1'8 0 ' 4 10 10

     

 

  _         

n 2

p c

K K (RT) 138'88 (0 '082 573)   0 '062

En un recipiente de 10 litros de capacidad se introducen 2 moles del compuesto A y 1 mol del compuesto B. Se calienta a 300 ºC y se establece el siguiente equilibrio:

A(g)3 B(g) 2 C(g)

Cuando se alcanza el equilibrio, el número de moles de B es igual al de C. Calcule: a) El número de moles de cada componente en la mezcla.

b) El valor de las constantes K_c y K_p a esa temperatura.

Dato: 1 1

R0'082 atm L K   mol